陳先知 蘇世聞 雷大鋒 王克磊 包玉花 徐 堅(jiān)*

（1 溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，溫州市設(shè)施蔬菜工程技術(shù)中心，浙江溫州 325000；2 溫州萬科農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，浙江瑞安 325208）

隨著我國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，農(nóng)村勞動(dòng)力快速向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)人口老齡化和機(jī)械化水平低下，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本大幅增加（鄒豪等，2022），其中蔬菜生產(chǎn)人工成本約占59%（趙海俠，2014）。農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展既是農(nóng)業(yè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必經(jīng)之路，也是解決設(shè)施蔬菜快速發(fā)展過程中“用工難、用工貴”的重要途徑。近年來設(shè)施蔬菜生產(chǎn)裝備研發(fā)不斷推陳出新，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣和應(yīng)用（陳永生，2019），但我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制度和環(huán)境多樣，蔬菜種類繁多且生產(chǎn)過程復(fù)雜，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝脫鉤現(xiàn)象普遍存在，設(shè)施條件與種植參數(shù)需因地制宜。因此，如何根據(jù)本地區(qū)實(shí)際農(nóng)情，探索相適應(yīng)的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝栽培模式，推動(dòng)地區(qū)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展是亟需解決的問題。

番茄（L.）是我國(guó)重要的果蔬兼用型作物，也是設(shè)施栽培面積較大的蔬菜作物之一，2018 年設(shè)施番茄栽培面積達(dá)64.2 萬hm（李君明 等，2021）。浙南地區(qū)是我國(guó)設(shè)施越冬番茄生產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)，僅蒼南縣設(shè)施番茄栽培面積已達(dá)2 626 hm，設(shè)施番茄栽培已成為農(nóng)民增收的重要途徑之一（林輝和沈年橋，2018）。目前浙南地區(qū)設(shè)施番茄栽培主要采用高畦雙行、寬畦窄溝栽培模式，帶來的弊端是不利于機(jī)械化作業(yè)，人工成本較高，不符合我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化向全程、全面、高質(zhì)、高效升級(jí)的要求，因此研究浙南地區(qū)設(shè)施番茄農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合栽培模式及相關(guān)農(nóng)藝參數(shù)對(duì)區(qū)域生產(chǎn)具有重要意義。本試驗(yàn)根據(jù)現(xiàn)有耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設(shè)、定植、肥水管理、施藥等機(jī)械化作業(yè)和設(shè)施番茄栽培特點(diǎn)優(yōu)化農(nóng)藝參數(shù)，提出浙南地區(qū)設(shè)施番茄寬溝窄畦栽培模式，以期為設(shè)施番茄機(jī)械化生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019 年10 月至2020 年4 月在浙江省溫州市龍港市直升蔬菜專業(yè)合作社進(jìn)行。試驗(yàn)番茄品種為巴菲特，購(gòu)自壽光南澳綠亨農(nóng)業(yè)有限公司，于2019 年9 月12 日播種，10 月22 日定植，生長(zhǎng)期采用單干斜蔓“井”字架整枝。

試驗(yàn)采用的設(shè)施為單跨8 m 的8 連棟大棚，大棚高5 m、長(zhǎng)50 m。其中第2 棟設(shè)置為寬溝窄畦栽培模式，即8 m 棚內(nèi)4 條栽培畦，畦上底寬60 cm，下底寬80 cm，溝寬90 cm，畦上雙行定植，每條畦設(shè)置1 900、1 670、1 550 株 ·（667 m）3個(gè)種植密度處理（表1），每處理小區(qū)種植50 株，4次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列；第3 棟設(shè)置為對(duì)照，即生產(chǎn)上傳統(tǒng)的寬畦窄溝栽培模式，棚內(nèi)5 條栽培畦，畦上底寬90 cm，下底寬110 cm，溝寬40 cm，畦上雙行定植，種植密度為1 850株 ·（667 m）（表1）。

表1 不同處理栽培模式和種植密度

1.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.1 光照強(qiáng)度 植株生長(zhǎng)盛期的晴天（2020 年1月14 日12：00—14：00），在各小區(qū)中隨機(jī)選取3個(gè)不受大棚結(jié)構(gòu)遮光影響的位置，采用ZDR-20 型照度記錄儀（杭州澤大儀器有限公司）分別測(cè)定同行植株間和小行間（畦上雙行4 株植株中間）距離地面30、60、90、120 cm 處的光照強(qiáng)度。

1.2.2 植株生長(zhǎng)指標(biāo) 植株生長(zhǎng)盛期（2020 年1月14 日）每處理小區(qū)隨機(jī)選取10 株植株測(cè)量株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑、葉片數(shù)。株高：用卷尺測(cè)量從番茄植株與土壤交界處到生長(zhǎng)點(diǎn)的距離。莖粗：用游標(biāo)卡尺采用十字交叉法對(duì)植株基部進(jìn)行測(cè)量，取兩次測(cè)量值的平均值。葉片縱徑與橫徑：取植株第2 穗果實(shí)往上第1 片光合葉測(cè)量，用卷尺測(cè)量從葉柄基部到葉尖的距離為縱徑，葉片最寬處的距離為橫徑。

1.2.3 產(chǎn)量指標(biāo) 果實(shí)采收期（2020 年3 月23 日至4 月25 日）根據(jù)果實(shí)成熟度適時(shí)采收測(cè)產(chǎn)，每次采收時(shí)記錄果實(shí)總數(shù)和精品果數(shù)（精品果標(biāo)準(zhǔn)為每穗果實(shí)數(shù)量4～5 個(gè)，大小均勻，成串采收）、單果質(zhì)量和精品果質(zhì)量，并折算單株產(chǎn)量及每667 m產(chǎn)量。

1.2.4 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo) 盛果期（2020 年3 月25 日）每處理小區(qū)隨機(jī)選取植株第2 穗果實(shí)上成熟度一致的6 個(gè)果實(shí)，分別測(cè)定果實(shí)水分、可溶性固形物、VC、總糖和總酸含量等品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.5 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合程度及效果評(píng)價(jià) 寬溝窄畦栽培模式棚的耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設(shè)、定植、肥水管理、施藥等6 個(gè)環(huán)節(jié)分別采用大棚王拖拉機(jī)、YTLM-120 寬溝窄壟機(jī)等進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)。對(duì)照寬畦窄溝栽培模式棚的耕整地、肥水管理等2個(gè)環(huán)節(jié)采用機(jī)械化作業(yè)。測(cè)算統(tǒng)計(jì)番茄生產(chǎn)用工量（1 個(gè)工按工作8 h 計(jì)算），并分析兩種模式下農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的程度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2016 及SPSS 26.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)光照強(qiáng)度的影響

從表2 可以看出，在寬溝窄畦栽培模式下，隨著株距的增加，距地面60～120 cm 范圍的植株間和小行間的光照強(qiáng)度呈增加趨勢(shì)。與對(duì)照相比，T1 處理在距地面30、60、90、120 cm 處的植株間光照強(qiáng)度均顯著低于對(duì)照，較對(duì)照分別降低了28.07%、26.21%、37.76%、8.02%；T2、T3 處理在距地面30、60 cm 處的植株間光照強(qiáng)度均顯著高于對(duì)照，而距地面90、120 cm 處的植株間光照強(qiáng)度與對(duì)照無顯著差異。

表2 不同處理下植株間和小行間不同高度光照強(qiáng)度 klx

寬溝窄畦栽培模式下，不同種植密度處理的小行間光照強(qiáng)度僅T2 處理距地面30 cm 處顯著高于對(duì)照，其余均低于對(duì)照；T1 處理在距地面30、60、90、120 cm 處的小行間光照強(qiáng)度較對(duì)照分別降低了56.00%、66.67%、72.61%、9.94%，差異顯著；T2 和T3 處理在距地面60、90 cm 處的小行間光照強(qiáng)度較對(duì)照分別降低了48.44%、28.13%和48.44%、15.81%，差異均達(dá)顯著水平。總體而言，寬溝窄畦栽培模式降低了番茄植株小行間中下部的光照強(qiáng)度。

2.2 不同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)的影響

由表3 可以看出，在寬溝窄畦栽培模式下，各處理番茄株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑及葉片數(shù)等指標(biāo)均與對(duì)照無顯著差異，表明不同種植密度對(duì)番茄植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)未產(chǎn)生顯著影響。

表3 不同處理對(duì)番茄植株生長(zhǎng)的影響

2.3 不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

從番茄單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量來看，T1、T2 和T3 處理與對(duì)照間無顯著差異；寬溝窄畦栽培模式下，每667 m折合產(chǎn)量和精品果產(chǎn)量隨著番茄種植密度的增大而增加，T1 處理效果最好，每667 m折合產(chǎn)量達(dá)5 370.78 kg，精品果產(chǎn)量達(dá)4 870.53 kg，均顯著高于T2、T3 處理和對(duì)照；精品果率達(dá)90.67%，顯著高于對(duì)照（表4）。

表4 不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

2.4 不同處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

寬溝窄畦栽培模式下T1、T2 和T3 處理的番茄果實(shí)水分、可溶性固形物、總糖含量等指標(biāo)均與對(duì)照差異不顯著。從VC 含量來看，T3 處理顯著高于T1、T2 處理和對(duì)照；從總酸含量來看，T2 處理顯著高于T1、T3 處理和對(duì)照；從糖酸比來看，T2 處理顯著低于T1、T3 處理和對(duì)照（表5）。

表5 不同處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

2.5 寬溝窄畦栽培模式與傳統(tǒng)栽培模式用工量比較

傳統(tǒng)寬畦窄溝栽培模式下，耕整地和肥水管理環(huán)節(jié)采用機(jī)械作業(yè)，其他環(huán)節(jié)均為人工作業(yè)；經(jīng)測(cè)算統(tǒng)計(jì)，每667 m番茄機(jī)械作業(yè)環(huán)節(jié)用工量為0.262 5 個(gè)，人工作業(yè)環(huán)節(jié)用工量為41.3 個(gè)，機(jī)械作業(yè)用工量占比0.63%（表6）。寬溝窄畦栽培模式下，可實(shí)現(xiàn)耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設(shè)、定植、肥水管理、施藥等6 個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)械作業(yè)，其他環(huán)節(jié)為人工作業(yè)；經(jīng)測(cè)算統(tǒng)計(jì)，每667 m番茄機(jī)械作業(yè)環(huán)節(jié)用工量為0.45 個(gè)，人工作業(yè)環(huán)節(jié)用工量為37.5 個(gè)，機(jī)械作業(yè)用工量占比1.18%，節(jié)省用工量3.612 5 個(gè)（表6）。

表6 寬溝窄畦栽培模式與傳統(tǒng)寬畦窄溝栽培模式每667 m2 用工量比較

3 討論與結(jié)論

種植密度是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，合理的種植密度是蔬菜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)（雷喜紅 等，2015；何娜 等，2019）。設(shè)施番茄生產(chǎn)過程中，棚內(nèi)植株的大行距及種植密度對(duì)植株群體的冠層結(jié)構(gòu)及通風(fēng)性能有重要影響。研究表明，番茄雙行種植或單行種植模式下，植株株高均隨著種植密度的增加呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且對(duì)產(chǎn)量有顯著影響（何娜 等，2019）。鄒豪等（2022）報(bào)道，在設(shè)施番茄栽培參數(shù)優(yōu)化中改變?cè)耘嗥枰?guī)格、行距、種植密度等參數(shù)未對(duì)番茄植株株高、莖粗及葉面積指數(shù)等產(chǎn)生顯著影響。在本試驗(yàn)中，將傳統(tǒng)的寬畦窄溝栽培模式改為寬溝窄畦栽培模式也同樣發(fā)現(xiàn)未對(duì)番茄植株的株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑及葉片數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響，但株行距的改變調(diào)控了番茄的種植密度，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量有一定的影響；不同種植密度處理對(duì)番茄單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量無顯著影響，但番茄每667 m折合產(chǎn)量隨著種植密度的增大而增加，寬溝窄畦栽培模式中株距35 cm 的T1處理種植密度最大，為1 900 株 ·（667 m），番茄產(chǎn)量、精品果率和精品果產(chǎn)量均顯著高于傳統(tǒng)寬畦窄溝栽培模式。在寬溝窄畦栽培模式下，小行距從傳統(tǒng)的60 cm 縮小到30 cm，會(huì)導(dǎo)致植株小行間中下部光照減弱，但是寬溝改善了植株外部葉片光環(huán)境和通風(fēng)條件，配合精細(xì)化的栽培管理措施，適當(dāng)增加種植密度可明顯提高產(chǎn)量。

可溶性固形物、VC 及總酸等是番茄果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)（岳冬 等，2017）。本試驗(yàn)中不同處理的番茄果實(shí)水分、可溶性固形物、總糖含量等無顯著差異；T3 處理的果實(shí)VC 含量顯著高于其他處理，表明寬溝窄畦栽培模式下降低種植密度可改善植株生長(zhǎng)的光環(huán)境，有利于番茄果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的提高。

探索易于機(jī)械化作業(yè)的設(shè)施番茄栽培模式對(duì)于提升設(shè)施番茄生產(chǎn)水平，解決人工短缺和成本增高等問題具有重要指導(dǎo)和示范意義（陳永生，2019）。在本試驗(yàn)的寬溝窄畦栽培模式下，寬溝便于番茄定植后的植保機(jī)、田間管理平臺(tái)等機(jī)械通行，同時(shí)方便整枝、引蔓、蘸花、采收等環(huán)節(jié)的操作人員通行和農(nóng)事操作，減少通行、作業(yè)時(shí)的植株碰傷。此外，田間管理平臺(tái)可用于日常整枝、運(yùn)輸肥料，搭載藥箱、噴頭等植保設(shè)備進(jìn)行植保作業(yè)，還可用于番茄采收果實(shí)運(yùn)輸，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，有助于推動(dòng)設(shè)施番茄生產(chǎn)機(jī)械化和現(xiàn)代化發(fā)展。

已有相關(guān)研究提出了不同地區(qū)番茄農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合栽培模式的適宜種植密度，如寧夏地區(qū)大跨度塑料大棚番茄農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合較為適宜的兩種株行距配置方式為行距1.2 m、種植密度1 668 株 ·（667 m）和行距1.5m、種植密度2334株·（667 m）（伏文卓 等，2020）；北京地區(qū)日光溫室番茄東西向宜機(jī)化種植模式可采用株距35 cm、小行距40 cm、大行距100 cm 的方式（李治國(guó) 等，2021）。本試驗(yàn)認(rèn)為，在浙南地區(qū)設(shè)施番茄栽培中采用寬溝窄畦栽培模式是可行的，有利于農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，在單跨8 m 的標(biāo)準(zhǔn)鋼管塑料大棚中可采用栽培畦上底寬60 cm、下底寬80 cm，溝寬90 cm，株距35 cm、種植密度1 900 株 ·（667 m）的雙行栽培模式，配合設(shè)施內(nèi)機(jī)械化作業(yè)，可提高勞動(dòng)效率，提高產(chǎn)量。